1、增稠剂在洗涤化妆品中的应用芬娜日用化工有限公司，中山528415叶志虹何小平 袁仕扬酽”“”一”弼； 作者简介 ；p叶志虹(1980一)，女，汉族，广东人，助理工程师，理学学士，联系电话：13527165166 j增稠剂对产品的外观形态产生重要的影响。增稠剂通过与表面活性剂形成棒状胶束、与水作用形成三维水化网络结构或利用自身的大分子长链结构等使体系达到增稠的目的。详细介绍了各种化妆品增稠剂的特性(无机盐类、表面活性剂类、水溶性高分子类和脂肪醇脂肪酸类等)，并论述了增稠剂的配伍性能、使用范围、影响因素和增稠机理。盘增稠剂 流变形态胶束三维网状结构The Application of Thicke
2、ners in Detergents and CosmeticsYE Zhihong HE Xiaoping YUAN Shiyang(Fenna Chemical Industry Co，Ltd，Zhongshan 528415，China)Abstract Thickeners make an important role in productsshapeThickener increases the viscosity by forming claval micelles。or forming networkThe article also introduces various kind
3、s of thickeners about their propertiesKey words thickeners rheology micelle network化妆品的外观形态是消费者非常关注的。增稠剂对产品产生非常重要的影响。目前增稠剂的种类繁多，如何选用合适的增稠剂，我们需要对各方面都有较好的了解。以下论述三方面的内容：(1)增稠剂所起到的作用；(2)增稠剂的增稠机理；(3)常见增稠剂的特性介绍。目的在于对如何选用适合配方的有效增稠剂提供参考。1增稠剂所起到的作用11提高粘度通过加入增稠剂来改变配方的外观，最终达到使消费者接受产品的目的。一种粘度高的产品往往给人以内含更多活性物的印象
4、，虽然它可能在功能上和粘度较低的产品一样。虽然我们知道产品的外观对它的效果不起任何作用，但是只要消费者感觉不同，产品外观就应该成为配方师考虑的事情。1。2改善稳定性通常，不稳定因素由体系中的颗粒或相的运动所引起。按Stokes规律，分散液或悬浮液的稳定性通过提高基质的粘度、减少沉降速度可以得到改收稿日期：2009070746 WWWffcjournalcom善。在乳液中，提高外相的粘度能引起对内相运动的阻碍，导致液滴保持分离而不凝聚1。某些粘度添加剂能在基质中建起网状结构，且表现出一种被称为“屈服值”的性能。颜料或颗粒要下沉，它必须克服“网状力量”或系统的屈服值，如果破坏网状结构所需的能量比颗
5、粒的重力能更高，那么网状结构就不会被破坏，颗粒呈悬浮状态。黏土和聚合物添加剂有高屈服值，因此用来帮助解决悬浮问题。13改变流变形态增稠剂通常会改变流体行为方式。通常香波的增稠体系需要采用牛顿流体。牛顿流体就是类似水或蜂蜜的流动类型，流体在自由流动时仍保持其原始粘度，没有屈服值或者说在流动发生之前不需施加一个最小力。相反，冷霜需要表现出假塑性流动，它有屈服值，当“剪切”或磨擦时变稀，剪切停止时迅速恢复它的粘度。假塑性流体是能容易“涂上”、但看起来很稠的产品。在一定条件下，冷霜和香波可以有相同的粘度，但是其“涂后消失”特征却非常不同，因为它们有不同的流变体系。指甲油当被剪切或被涂上指甲时需要变稀，
6、因此它们要可以足够稀以便合适地流动。然而如果它们像冷霜一万方数据样会迅速恢复粘度，那么指甲油干后的涂痕将仍然清晰可见，这就是为什么指甲油使用触变性添加剂。触变性流体在剪切时有一段变稀的时间，且恢复到原来的粘度也更慢、更费时。为了满足这些不同的产品流动特性，配方师们可以从大量具有不同性能的流变形态添加剂中进行挑选。2增稠剂的增稠机理21改变胶束状态 图3其他物质通过自身特定分子当浓度低时，表面活性剂主要以单体形式分布 形状改变胶束形态于体系，随着表面活性剂浓度增大，体系倾向于形成胶束。由于胶束的形状不同，使物质运动的阻力 22形成三维网状结构不同，可以获得不同的粘稠度。棒状胶束所形成的 增稠剂在
7、水中溶胀，形成三维水化网络，使物粘稠度较大，如一般香波；六角形胶束的粘稠度更 质动力阻力增大，并撑起体系架构，从而达到增稠大，成果冻状；当胶束形状变为层状，物质的相对滑 的效果(见图4)。动容易，体系的粘稠度反而下降了(见图1)。图l胶束形态胶束形态的形成受增稠剂的影响。增稠剂使胶束倾向于形成棒状胶束，甚至六角形胶束。其机理主要是，增稠剂的插入，要么是由于其电荷的作用。使原来球状胶束中的表面活性剂分子的同性电荷间的斥力降低，从而使胶束的缔合数增加(见图2)；要么由于其特殊的形状，使两分子在表面上定向排列得很紧密，产生胶束的缔合数增加，导致球形胶束向棒状胶束转化，使运动阻力增大，从而使体系的粘稠
8、度增加(见图3)b。c批一乳叭c吣CH3图2甜菜碱表面活性剂通过电荷改变AES的胶束形态图4增稠剂形成三维网状结构3常见增稠剂的特性介绍能够作为增稠剂的物质很多，从相对分子质量看有低分子增稠剂。也有高分子增稠剂；从功能团来看有电解质类、醇类、酰胺类、羧酸类和酯类等等；从来源来看，有天然聚合物、有机合成聚合物、有机半合成聚合物、无机流变调节剂。下面列出了目前常用的增稠剂4。31 通过改变胶束状态的增稠剂(a)无机盐类。如氯化钠、氯化钾、氯化铵、单乙醇胺氯化物、二乙醇胺氯化物、硫酸钠、磷酸钠、磷酸二钠和三磷酸五钠等。用无机盐来做增稠剂的体系一般是表面活性剂水溶液体系，最常用的无机盐增稠剂是氯化钠，
9、增稠效果明显。表面活性剂在水溶液中形成胶束，电解质的存在使胶束的缔合数增加，导致球形胶柬向棒状胶束转化，使运动阻力增大，从而使体系的粘稠度增加。但当电解质过量时会影响胶束结构，降低运动阻力，从而使体系粘稠度降低，这就是所说的“盐析”。因此电解质一般加入量为质量分数I2，而且和其他类型的WWWffcjournalcom47万方数据增稠剂共同作用，使体系更加稳定。(b)脂肪醇、脂肪酸类。如C1622醇，C1222酸等固体，但注意不包含油醇、异硬脂酸等液态物质。脂肪醇、脂肪酸是带极性的有机物，有文章把它们看成为非离子表面活性剂，因为它们既有亲油基团，又有亲水基团。少量的该类有机物的存在对表面活性剂的
10、表面张力、cmc及其他性质有显著影响，其作用大小是随碳链加长而增大，一般来说呈线性变化关系。其作用原理是脂肪醇、脂肪酸能插入(参加)表面活性剂胶团。促进胶团的形成，同时由于该极性有机物与表面胶团、活性剂的分子间或有强烈的相互作用(碳氢链间的疏水作用加极性头间的氢键结合)，使两分子在表面上定向排列得很紧密，大大改变了表面活性剂胶束性质，达到增稠的效果。(c)烷醇酰胺类。常用的有椰油二乙醇酰胺、椰油单乙醇酰胺、椰油单异丙醇酰胺等。烷醇酰胺能与电解质相溶共同发挥增稠作用，并且能达到最佳效果。烷醇酰胺增稠的机理是与阴离子表面活性剂胶束相互作用，形成非牛顿流体。各种不同的烷醇酰胺在性能上有很大差异，而且
11、单独使用与复配使用其效果也不同。(d)醚类。代表物有鲸蜡醇聚氧乙烯醚、异鲸蜡醇聚氧乙烯醚、月桂醇聚氧乙烯醚、Poloxamer-n(乙氧基化聚氧丙烯醚)(n=105、124、185、237、238、338、407)等。在以脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐(AES)为主活性物的配方中，一般仅用无机盐即能调成合适的粘度。研究表明这是由于AES中含有未硫酸化的脂肪醇乙氧基化物，对表面活性剂溶液的增稠作出了显著的贡献。深入研究发现：对平均乙氧基化度约为3EO或10EO时起最佳作用。拥有低HLB值的憎水性增稠成份能有效增加体系中棒状胶柬的数量。这种胶束长而柔软，易相互缠结，进而明显增加体系的稠度。(e)氧化胺。氧
12、化胺是一种有极性的非离子表面活性剂，其特征表现为：在水溶液中，由于溶液的pH值的不同，它显示出非离子性，也可以显示强离子性质。在中性或碱性条件下，即pH大于或等于7时，氧化胺在水溶液中以不电离的水化物存在，显示非离子性。在酸性溶液中，它显示弱的阳离子性，当溶液pH小于3时，氧化胺的阳离子性尤为明显，因此它可以在不同的条件下与阳离子、阴离子、非离子和两性离子等表面活性剂很好配伍并显示协同效应。氧化胺是有效的增稠剂，当pH为6475时，烷基二甲基氧化胺可使复配物粘度达48 WWWffcjournalcom135 Pas18 Pas，而烷基酰胺丙基二甲基氧化胺可使复配物黏度达34 Pas49 Pas
13、，后者加入食盐也不会降低粘度。(f)少数甜菜碱和皂类也能作增稠剂，其增稠机理和其他小分子的作用类似，都是通过与表面活性胶束相互作用达到增稠的效果。皂类可用于棒状化妆品中的增稠，甜菜碱主要用于表面活性剂水体系。32形成三维网状结构的增稠剂(a)酯类。如PEG-120甲基葡萄糖二油酸酯、PEG-150季戊四硬脂酸酯、PEG一160山梨聚糖三异硬脂酸酯等。这类增稠剂属于非离子增稠剂，主要用于表面活性剂水溶液体系中。这类增稠剂不容易水解，在宽的pH和温度范围内粘度稳定。目前最常用的是PEG一150二硬脂酸酯。用来作为增稠剂的酯类，一般相对分子质量都较大，因此具有一些高分子化合物的性能。增稠机理是在水相
14、中形成三维水化网络，从而将表面活性剂胶束包含进去。(b)纤维素类。如纤维素、纤维素胶、羧甲基羟乙基纤维素、鲸蜡羟乙基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素、羧甲基纤维素等。纤维素是天然有机物，它含有重复的葡萄糖苷单元，每个葡萄糖苷单元含有3个羟基，通过这些羟基可以形成各种各样的衍生物。纤维素类增稠剂通过水合膨胀的长链而增稠，纤维素增稠的体系表现明显的假塑性流变形态。使用量一般为质量分数1左右。(c)聚丙烯酸类。聚丙烯酸类增稠剂自1953年古立德公司将Cmbomer 934引入市场，至今已有50多年的历史了，现在这系列增稠剂已经有了更多的选择。聚丙烯酸类增稠
15、剂的增稠机理有2种，即中和增稠与氢键结合增稠。中和增稠是将酸性的聚丙烯酸类增稠剂中和，使其分子离子化并沿着聚合物的主链产生负电荷，同性电荷之间的相斥促使分子伸直张开形成网状结构达到增稠效果；氢键结合增稠是聚丙烯酸类增稠剂先与水结合形成水合分子，再与质量分数为1020的羟基给予体(如具有5个或以上乙氧基的非离子表面活性剂)结合，使其卷曲的分子在含水系统中解开形成网状结构达到增稠效果。不同的pH值、不同的中和剂以及可溶性盐的存在对该增稠体系的粘度有较大影响，pH值小于5时，pH值增大粘度升高；pH值在510，粘度几乎不变；但随着pH值继续升高，增稠效率又要下降。一价离子只降低体系的增稠效率，二价或
16、三价离子不但能使体系变稀，而且当含量足万方数据够时会产生不溶性沉淀物。(d)天然胶及其改性物。主要有胶原蛋白类和聚多糖类，但是作为增稠剂的天然胶主要是聚多糖类。如海藻酸及其(铵、钙、钾)盐、果胶、透明质酸钠、瓜尔胶、阳离子瓜尔胶、羟丙基瓜尔胶、黄蓍胶、鹿角菜胶及其(钙、钠)盐、汉生胶、菌核胶等。增稠机理是通过聚多糖中糖单元含有3个羟基与水分子相互作用形成三维水化网络结构，从而达到增稠的效果。它们的水溶液的流变形态大部分是非牛顿流体，但也有些稀溶液的流变特性接近牛顿流体。它们的增稠效果一般与体系的pH值、温度、浓度和其他溶质的存在有较大关系。这是一类非常有效的增稠剂，一般用量为0110 OA。(
17、e)有机高分子及其改性物。如硅酸铝镁、二氧化硅、硅酸镁钠、水合二氧化硅、蒙脱土、硅酸锂镁钠、水辉石、硬脂铵蒙脱土、硬脂铵水辉石、季铵盐-90蒙脱土、季铵盐一18蒙脱土、季铵盐-18水辉石等。无机高分子类增稠剂一般具有三层的层状结构或一个扩张的格子结构。最有商业用途的两类是蒙脱土和水辉石。其增稠机理是片晶表面的负电荷与边角正电荷之间的吸引力，平行的片晶相互垂直地交联在一起形成所谓“纸盒式间格”的结构，引起溶胀产生胶凝从而达到增稠的效果。离子浓度进一步加大又会破坏结构，发生絮凝导致稠度降低。这类增稠剂主要用于牙膏、香波、护发素、膏霜、乳液和止汗剂等的增稠。稠度一般随着浓度的增加而迅速增大随后趋于平
18、缓，流变形态为触变性。除具增稠性能外，它们在体系中还有稳定乳液和悬浮作用。其改性物主要是季铵盐化产物，改性后具有亲油性，可用于含油量多的体系。(f)聚氧乙烯类。一般把相对分子质量大于25 000的产品称作聚氧乙烯，而小于23 000的称作聚乙二醇。聚氧乙烯的水溶液在质量分数为百分之几时为假塑性流体，其水溶液倾向呈粘稠状。如将浸入其中的物体从溶液中拉出，则形成长拉丝和成膜。相对分子质量越大和相对分子质量分布越宽的体系粘稠性就越大，低相对分子质量和窄相对分子质量分布的聚氧乙烯粘稠性较低，其水溶液的粘度取决于相对分子质量大小、浓度、温度和测量粘度时的切变速度。其溶液的粘度随着相对分子质量的增大和浓度
19、的增加而上升，随着温度上升(1090)而较急剧地下降。聚氧乙烯水溶液的假塑性随相对分子质量的减小而降低，相对分子质量1 x 105的水溶液流变性接近牛顿流体。增稠效果来源于高分子聚合物链溶解进表面活性剂体系中，增稠机理主要与高分子聚合物链有关，并不依赖于表面活性剂体系。聚氧乙烯的水溶液在紫外线、强酸和过渡金属离子(特别是Fe”、C，+和Ni2+)作用下会自动氧化降解，失去其粘度5。4小结化妆品的外观形态是消费者非常关注的，因此选用合适的增稠剂来达到所要求的配方性能也非常重要。增稠剂种类繁多，面对这些增稠剂，在具体的产品配方开发时又该如何选择呢?首先要明白自己配方体系的需要和要求；其次必须熟悉各
20、类增稠剂的性能；然后需从配方的pH值、稳定性、刺激性、泡沫、成本、是否透明、流变形态、外观颜色、相容性、协同增效、法规要求等方面考虑，从而达到最佳效果。参考文献1丹尼斯拉巴，刘义如何增稠化妆品配方-13日用化学品科学2002。25(5)：343823裘炳毅化妆品和洗涤用品的流变特性I-M北京：化学工业出版社，2004：153方云两性表面活性剂M北京：中国轻工业出版社。2001：28604刘义，高俊。化妆品用增稠剂JJ日用化学工业，2003，23(1)：44485严瑞造水溶性高分子M北京：化学工业出版社，1998：254271f国内行业简讯f1，-_一吉林石化公司“乙醛酸法香兰素新工艺”成果获吉
21、林省科技进步一等奖。拥有150多年历史的香精香料集团公司的子公司中法合资罗伯特香精香料(北京)有限公司，为2009年12月第二批食用香料香精产品获证企业之一。国际精油与香料贸易联合会(IFEAT)2010年会将于2010年9月26日至30日在摩洛哥的马拉喀什举行。IFF上海研发中心已落户上海新兴现代服务业集聚区长风生态商务区。陕西省大荔县国家级大荔科技产业园许庄工业区已拥有香料厂十家。(本刊讯)WWWffcjournalcorn 一49万方数据增稠剂在洗涤化妆品中的应用作者： 叶志虹， 何小平， 袁仕扬， YE Zhihong， HE Xiaoping， YUAN Shiyang作者单位： 芬娜日用化工有限公司,中山,528415刊名： 香料香精化妆品英文刊名： FLAVOUR FRAGRANCE COSMETICS年，卷(期)： 2010(1)参考文献(5条)1.方云 两性表面活性剂 20012.裘炳毅 化妆品和洗涤用品的流变特性 20043.丹尼斯拉巴;刘义 如何增稠化妆品配方期刊论文-日用化学品科学 2002(05)4.严瑞瑄 水溶性高分子 19985.刘义;高俊 化妆品用增稠剂期刊论文-日用化学工业 2003(01)本文链接：http:/
